EΔ差色 ４．検証実験 ■■・■■レーザー照射距離と表面色の関係■ 図７に結果を示す．焦点距離をレーザー照射面に合わせ5005 れば，照射距離によらず表面色は変化しないと予想されたが，同図から照射距離が長くなるにともなって，基準色との色差が広がることがわかった．CIE（国際照明委員会）によれば，∆E ≥ 12のとき異なる色として知覚されるとされている１１）．したがって，本実験において，立体物の高さが5 [mm]程度であれば，同一色として認識されるが，それ以上の高さになると異なる表面色となる．この結果から，立体物に色差のない表面色を加飾するためには，照射距離を一定範囲内に保持する必要があることがわかった． ■■・ ■段差モデルへのレーザー加飾実験■■入力画像を立体物にレーザー加飾を施し，その成果物からシステムの有効性を検証した．図８の入力画像（750×750 [pixel]）には５色のパーツからなるバラの図柄が描かれており，各パーツの色は入力画像のRGB値に近似するカラーパレットのRGB値に変換した．表１は，RGB値とレーザーパラメータとの関係を示すカラーパレットである．図９に立体物の図面（図９(a)），平面モデル画像（図９(b)），３次元モデル画像（図９(c)）を示す．加飾ソフトウェアによって，３次元モデル画像から５つの平面モデル画像を生成した．平面モデル画像から生成した形状データ，レーザーパラメータおよび，移動機構の移動量(Δx, Δy, Δz)の各情報をもとにステンレス鋼SUS304ブロックをレーザー加飾した．レーザー加飾の動作は，まず最下段にレーザー照射した後，テーブルを下向きに2 [mm]移動し，この動作を再帰的に繰り返した．図１１にレーザー加飾結果を示す．同図から，３次元モデル画像と同様の結果が再現されていることがわかる．なお，加工時間は670秒であった． ■■・■■傾斜モデルへのレーザー加飾実験■■入力画像および，カラーパレットはいずれも4・2節と同様のものを使用し，傾斜のある立体物（ステンレス鋼SUS304ブロック）にレーザー加飾した．図１０に立体物の ∆E = √(L0* - LΔz*)2+(a0* - aΔz*)2+(b0* - 𝑏𝑏Δz*)2255 kHz6 kHz7 kHz201510図６■実験の模式図 図７■色差結果 ■レーザーを使用して明瞭な金属表面色を得るためには，安定した加熱が重要である．そのため，レーザー照射熱量が分散しないように焦点距離をワークの表面に合わせる必要がある．そこで，ワーク表面に焦点距離を合わせた状態で，照射距離によるワーク表面色の変化を調べた．実験の模式図を図６に示す．レーザー照射口からワーク表面までの距離を照射距離として，基準面からの相対距離Δzが１，2，5，10 [mm]に変化した時の表面色について検証を行った．実験には，ステンレス鋼SUS304材（厚さ1 [mm]）を使用した．テーブルにワークをセットし，8×8 [mm]の矩形範囲にレーザーを照射した．レーザーパラメータは，出力25 [W]，走査間隔0.04 [mm]，走査速度200 [mm/s]，繰り返し周波数5，6，7 [kHz]とした．表面色は，分光測色計（Konica Minolta社製，CM-2600d）を用いて測色した．表面色の評価は，レーザー照射基準面の表色値L0*a0*b0*を基準色として，基準面からの相対距離Δzにおける表色値LΔz*aΔz*bΔz*との色差∆Eを式(3)によって比較した１０）．なお，測定値は矩形範囲内３か所の平均値を使用した． 相対距離ΔZ■mm]10(3) 図８■入力画像 表１■カラーパレット − 327 −
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